摻雜C60的向列相液晶中空間光孤子的研究.pdf

1、向列相液晶由于其優(yōu)良的非線性的特性，被廣泛應(yīng)用于非線性光學(xué)研究。向列相液晶在電磁場(chǎng)的作用下會(huì)發(fā)生重取向效應(yīng)，這是一種非線性效應(yīng)，能夠?qū)е乱壕д凵渎实母淖?，從而引起非線性自聚焦現(xiàn)象。在液晶中，當(dāng)自聚焦效應(yīng)與光束的衍射作用相抵消時(shí)就會(huì)形成空間孤子現(xiàn)象。C60由于其優(yōu)良的電學(xué)以及光學(xué)特性，被廣泛用于光學(xué)研究。將其摻雜入向列相液晶會(huì)有效地提高材料的非線性，會(huì)使產(chǎn)生空間孤子現(xiàn)象的閾值降低很多。這增強(qiáng)了向列相液晶中的空間光孤子現(xiàn)象的實(shí)用性。

2、　　本文對(duì)摻雜C60的向列相液晶中的空間光孤子進(jìn)行理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。首先，我們總結(jié)并分析了研究人員對(duì)空間光孤子的研究情況，根據(jù)液晶中電荷輸運(yùn)模型方程組給出向列液晶中的空間電荷場(chǎng)，再結(jié)合向列相液晶中的Frank自由能理論，推導(dǎo)出液晶分子再取向效應(yīng)的方程。然后將該方程與向列相液晶中的非線性薛定諤方程進(jìn)行聯(lián)立，得到空間孤子的演化方程。最后，根據(jù)演化方程模擬了摻雜了C60的向列相液晶中的空間光孤子和光束衍射現(xiàn)象。在實(shí)驗(yàn)中，我們首先制備了平行取

3、向和垂直取向的液晶盒以及摻雜了不同濃度的C60的液晶樣品。然后搭建了實(shí)驗(yàn)光路。我們采用532nm固體激光器作為光源。經(jīng)過不斷的摸索，最終在適當(dāng)條件下觀測(cè)到了的空間孤子。分析了摻雜C60向列相液晶中空間孤子形成的一些條件，包括入射光的偏振方向、光功率、外電壓、液晶盒厚度以及摻雜濃度這五個(gè)方面。并探討了這些影響的規(guī)律和相應(yīng)的微觀機(jī)制。經(jīng)過總結(jié)發(fā)現(xiàn)入射偏振、外電壓和摻雜濃度都是影響孤子的形成和演化的重要因素。而入射光光功率和液晶盒厚度都是次要